側(cè)凹式澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真

側(cè)凹式澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真,側(cè)凹式,澆注,系統(tǒng),脫模,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),仿真 年 月 日 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠信聲明 本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指 導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文 獻(xiàn)中列出。 本人簽名：  機(jī)械工程系 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 王棟 起 止 日 期 分析題目，確定設(shè)計(jì)思路 學(xué)習(xí)相關(guān)知識，收集資料、確定方案 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)總圖，及所有非標(biāo)零件圖等 學(xué)號：112011115 指導(dǎo)教師（含職稱）： 3月3日~3月23日 3月24日~4月13日 4月14日~5月4日 王喜剛（副教授） 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 側(cè)凹式澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真 系部： 學(xué)生： 1．課題意義及目標(biāo) 學(xué)生應(yīng)通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識，深入了解常 用機(jī)械加工設(shè)備應(yīng)用以及模具結(jié)構(gòu)原理、熟練掌握機(jī)械及相關(guān)產(chǎn)品及其零部件結(jié) 構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)思想等內(nèi)容，為學(xué)生在畢業(yè)后從事機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的 工作打好基礎(chǔ)。 2．主要任務(wù) （1）根據(jù)現(xiàn)有的各種機(jī)械和模具機(jī)構(gòu)，通過對模具澆口脫落結(jié)構(gòu)的分析比 選,確定側(cè)凹式澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)的方案，并繪制該方案的結(jié)構(gòu)總體圖。 （2）根據(jù)確定的機(jī)構(gòu)方案以及總體結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)出使用該機(jī)構(gòu)成型的產(chǎn)品形 狀圖。 （3）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)總體圖中所有非標(biāo)零部件結(jié)構(gòu)圖。 （4）制作側(cè)凹式澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)的仿真過程。 （5）針對以上設(shè)計(jì)過程，完成設(shè)計(jì)說明書一本。 3．主要參考資料 [1]. 王伯平. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2013 [2]. 屈華昌. 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M]. 北京: 機(jī)械工藝出版社，2000 [3]. 王運(yùn)炎. 機(jī)械工程材料 [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2014 [4]. 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì) [M]. 北京: 高等教育出版社，2006年 [5]. 張世昌. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京: 高等教育出版社 2006 4．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)各階段名稱 1 2 3  編寫設(shè)計(jì)說明書 完成畢業(yè)論文及答辯工作 田靜 5月5日~6月1日 6月2日~6月22日 2014年 12 月 30 日 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 5 審核人：  and pull rod material at the same time, the 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 側(cè)凹式澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真 摘要：采用點(diǎn)澆口注塑模具，由于點(diǎn)澆口與塑件的連接面積較小，開模時(shí)可以實(shí) 現(xiàn)塑件與凝料的自動脫落。這種模具設(shè)計(jì)可以減輕工人勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率， 提高塑料注射成型的自動生產(chǎn)程度。而且，為了使塑件與凝料之間實(shí)現(xiàn)自動分離， 需要在定模部分增設(shè)一種機(jī)構(gòu)，模具分型時(shí)推出凝料，這樣會使塑料脫模機(jī)構(gòu)變 復(fù)雜，也使模具的生產(chǎn)制造變得很復(fù)雜。對點(diǎn)澆口模具，當(dāng)定模板與定模座板分 型時(shí)，定模座板上的鉆孔和拉料桿同時(shí)將凝料分別從澆口和流道中拉出來，隨著 模具繼續(xù)分型，在定距拉桿作用下，定模板停止運(yùn)動并阻礙澆道凝料，使拉料桿 從凝料中拔出來，凝料自動從澆道中脫出。 關(guān)鍵詞：注塑模具，點(diǎn)澆口，脫模機(jī)構(gòu)，側(cè)凹 DesignandSimulationoftheconcretereleasemechanismofthe sideconcavegatingsystem Abstract:Usingpointgateinjectionmold，becausethepointgateandplasticpartsof connectedareaislesser，mouldcanbeachievedwhenplasticpartswithcoagulation materialfalloffautomatically.Themolddesigncanreducelaborintensity,improve productivity, increase the degree of automatic production of plastic injection molding.moreover, in order to make the plastic parts with automatic separation between setting material,need in the mold parts add a clot material introduced mechanism,thiswillmaketheplasticpiecesofdemouldingmechanismiscomplex.To pointgatemold,Whenusingthetemplateandsetthemoldbaseplateparting,setmold base plate on the side of the notch coagulationmaterialwerepulledoutfromthegateandrunner,asthemoldtocontinue parting, under the influence of spacer bar,set the template to stop movement and hinder the sprue setting material, make the puller stem from the condensation of materialandcoagulationmaterialautomaticallyemergefromthesprue. Keywords:Injectionmold,Pointgate,Demouldingmechanism,Sideofthenotch I  太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 1 前言..........................................................................................................................1 1.1 注塑模具的發(fā)展...........................................................................................1 1.2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn).............................................................................................1 1.2.1 采用彈簧順序脫模機(jī)構(gòu)....................................................................1 1.2.2 利用側(cè)凹拉斷點(diǎn)澆口凝料................................................................2 1.2.3 利用球形拉料桿拉出澆道凝料........................................................3 1.2.4 澆口板帶動澆道凝料脫出球形拉料桿............................................3 1.2.5 塑料件的脫模....................................................................................4 2 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................................................................................5 2.1 塑件的尺寸.....................................................................................................5 2.2 塑件的表面質(zhì)量影響因素...........................................................................5 2.3 塑件幾何形狀設(shè)計(jì)技巧.............................................................................5 2.4 塑件的形狀.................................................................................................5 2.4.1 塑件形狀的要求................................................................................5 2.4.2 塑件形狀的設(shè)計(jì)................................................................................5 2.5 塑件的圓角設(shè)計(jì).........................................................................................6 2.5.1 塑件圓角的要求................................................................................6 2.5.2 塑件圓角的設(shè)計(jì)................................................................................6 2.6 塑件的壁厚設(shè)計(jì).........................................................................................6 2.6.1 塑件壁厚的要求................................................................................6 2.6.2 塑件壁厚的設(shè)計(jì)................................................................................6 2.7 塑件脫模斜度設(shè)計(jì).....................................................................................7 3 分型面的選擇..........................................................................................................8 3.1 分型面的設(shè)計(jì)原則.......................................................................................8 4 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)................................................................................................10 4.1 主流道設(shè)計(jì).................................................................................................10 4.2 分流道設(shè)計(jì)................................................................................................10 4.3 澆口的設(shè)計(jì).................................................................................................12 4.4 拉料桿的設(shè)計(jì)...........................................................................................13 5 成型零部件設(shè)計(jì)....................................................................................................14 II  型腔徑向尺寸的計(jì)算...............................................................................14 型芯徑向尺寸的計(jì)算...............................................................................14 型腔深度和型芯高度尺寸的計(jì)算...........................................................15 動定模座板....................................................................................17 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)...................................................................................17 推出力的計(jì)算...........................................................................................22 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5.1 5.2 5.3 6 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)....................................................................................................16 6.1支承零部件設(shè)計(jì)............................................................................................16 6.1.1 固定板、支承板..............................................................................16 6.1.2 6.2 6.2.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用..............................................................................17 6.3 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu).............................................................................................18 6.3.1 導(dǎo)柱..................................................................................................18 6.3.2 導(dǎo)套..................................................................................................19 6.4 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架.......................................................................................20 7 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)........................................................................................................20 7.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求.................................................................................22 7.2 7.3 推桿推出機(jī)構(gòu).............................................................................................24 7.3.1 推桿的形狀......................................................................................24 7.3.2 推桿的固定與配合..........................................................................24 7.3.3 推桿位置的選擇..............................................................................25 8 結(jié)論..........................................................................................................................26 參考文獻(xiàn)......................................................................................................................27 致 謝..........................................................................................................................28 III  前言 注塑模具的發(fā)展 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1.1 在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中，人們?nèi)找嬲J(rèn)識到模具的重要性，模具工業(yè)對于 推動整個(gè)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步起到了非常重要的作用。模具就是高效益和現(xiàn)代化的代 名詞，模具對于促進(jìn)“工業(yè)現(xiàn)代化”具有深刻含義，尤其是塑料模具的快速發(fā)展， 對整個(gè)社會的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。塑料模具對經(jīng)濟(jì)發(fā)展所起的作用越來越重 要，近幾年來，塑料模具快速占據(jù)了塑料工業(yè)上產(chǎn)的主要市場，在塑料制造業(yè)中 所占的比重越來越大。其中塑料制品質(zhì)量的好壞和生產(chǎn)出完整產(chǎn)品所需時(shí)間的長 短，都跟模具有很大關(guān)系。因此，塑料模具的制造技術(shù)與設(shè)計(jì)水平，在很大程度 上標(biāo)志著一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展的程度。隨著模具制造業(yè)的快速發(fā)展，模具的生產(chǎn) 制造逐漸朝著微型、高精度和高效率的趨勢發(fā)展。 1.2 普通流道的點(diǎn)澆口模具分型時(shí)需采用雙分型面，即定模座板與定模板做定距 分型。對于多型腔的點(diǎn)澆口模具，澆注系統(tǒng)設(shè)有分流道，在主流道的下面設(shè)計(jì)冷 料井，并可采用球頭拉料桿的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)凝料的自動脫落的機(jī)構(gòu)時(shí)， 增加一些特殊的經(jīng)過改進(jìn)的機(jī)構(gòu)裝置，可以使模具的脫模過程實(shí)現(xiàn)高度自動化。 模具結(jié)構(gòu)如圖1所示。 1.2.1 采用彈簧順序脫模機(jī)構(gòu) 定模板與定模座板分型時(shí)，定距拉桿既起到定距作用，又起到了支承輔助作 用，定模板 5和定模座板 2逐漸分開，定距拉桿的螺紋端固定在定模座板上，拉 桿頭部拉住定模板，定距作用使分型的距離能取出點(diǎn)澆口凝料為止。定距拉桿如 圖 2所示。 1  太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1-分流道側(cè)凹； 2-定模座板； 3-定距拉桿； 4-彈簧； 5-定模板； 6-拉料桿； 7-型芯； 8-固定板； 9-頂桿； 10-注塑機(jī)頂桿； 11、12-導(dǎo)柱 圖 1 側(cè)凹式澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 圖 2 定距拉桿 1.2.2 利用分流道側(cè)凹拉斷點(diǎn)澆口凝料 在定模座板上鉆一小孔，形成了分流道的側(cè)凹 1。當(dāng)定模板與定模座板分開 時(shí)，側(cè)凹1 內(nèi)凝料對分流道的凝料起到拉動阻礙作用，分流道內(nèi)的凝料與塑件在 點(diǎn)澆口處被拉斷，凝料從定模板上脫出而留在定模座板 2的流道內(nèi)，但是分流道 內(nèi)的凝料還在定模板上。側(cè)凹拉斷口如圖 3所示。 2  太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 3 側(cè)凹拉斷口 1.2.3 澆道凝料的拉出 在模具的繼續(xù)分型過程中，澆道凝料被拉料桿從側(cè)凹口全部拉出，凝料脫離 定模座板，凝料被拉料桿拉著隨著定模板繼續(xù)分型。 1.2.4 定模板帶動澆道凝料脫出球形拉料桿 當(dāng)限位拉桿 3的軸肩與澆口板 5的臺階接觸時(shí)，由于限位拉桿 3的限制，定 模的定距分型即澆口板與定模底板的分型結(jié)束。注塑機(jī)繼續(xù)開模，模具動模與定 模分型，塑料件脫出型腔而留在動模的型芯 7上。由于球形拉料桿 6固定在動模， 冷料井設(shè)在定模澆口板 5上，動、定模分型時(shí)，澆口板與動模分開，即澆口板與 球形拉料桿分開，在澆口板的作用下，把冷料井凝料強(qiáng)行地從球形拉料桿上刮下 3  太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 來，使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料能自動地脫模，此時(shí)澆口板起到澆口推板的作用。 1.2.5 注塑件的脫模 脫模機(jī)構(gòu)的分型面繼續(xù)分離，模具頂桿10 推動塑件頂桿9 將塑件從型芯7 上推出，塑件從模具上脫出。 4  塑件的尺寸 影響塑件表面質(zhì)量的因素 塑件形狀的設(shè)計(jì)技巧 塑件的形狀 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 塑料件總體結(jié)構(gòu)尺寸的確定，需要考慮到塑料的流動性和設(shè)備的尺寸。根 據(jù)材料流動性的好壞，相對應(yīng)的確定尺寸。流動性好的，尺寸取大，反之取小。 還要根據(jù)設(shè)備尺寸的大小，按比例確定塑件尺寸。 2.2 （1） 表面缺陷：包括有氣孔、有裂紋、缺料、變色、飛邊、粘膜、降解、凹陷 等。 （2） 表面光澤性：模具的光潔度決定了塑件表面的光澤度。 （3） 表面粗糙度：成型零部件的表面粗糙度決定了塑件表面的粗糙度。 （4）推桿的痕跡、塑件表面的熔接痕、拼接縫及毛刺等缺陷。 2.3 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：主要是包括形狀、尺寸、壁厚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：主要涉及塑件的質(zhì)量、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率 造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：外形結(jié)構(gòu)美觀，給人以美感，如一些附加的圖案、彩飾等。 2.4 2.4.1 塑件形狀的要求 在滿足塑件生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的情況下，盡可能的簡化模具結(jié)構(gòu)，保證塑件質(zhì)量 并提高生產(chǎn)率。 2.4.2 塑件形狀的設(shè)計(jì) 5  塑件的圓角設(shè)計(jì) 塑件的壁厚設(shè)計(jì) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 盡量保證脫模時(shí)簡單容易，塑件側(cè)壁盡量不要有凹槽或孔洞，以避免模具脫 膜結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。保證脫模機(jī)構(gòu)簡單可靠，不但使模具的制造成本降低，而且還會 提高塑件表面質(zhì)量，提高了塑件的生產(chǎn)效率。 2.5 2.5.1 塑件圓角的要求 塑件上的圓角不僅增加了塑件的美觀，便于塑件沖模時(shí)的流動，而且消除了 壁部轉(zhuǎn)折處的凹陷等缺陷。另外圓角還使塑件制品避免了因載荷的集中而導(dǎo)致的 機(jī)械強(qiáng)度降低。但是在塑件的某些部分比如型芯與型腔的配合處只能采用尖角。 2.5.2 塑件圓角的設(shè)計(jì) 圓角半徑可以根據(jù)塑件壁厚來選取，通常不要小于0.5～1mm。內(nèi)、外壁圓角 半徑可取壁厚的1～1.5倍。如果塑件的內(nèi)、外轉(zhuǎn)角都是直角的話，外轉(zhuǎn)角則由模 具型腔直角成型，容易在角頂處造成熔體不能完全填滿型腔，使塑件外形遭到損 壞、不完整；塑料件的內(nèi)轉(zhuǎn)角由型芯直角成型，熔體流動速度快會對型芯造成一 定的沖擊，容易形成不規(guī)則內(nèi)轉(zhuǎn)角。 2.6 2.6.1 塑件壁厚的要求 壁厚不要相差太懸殊，盡量采用均勻。塑件壁厚還要盡可能小，前提是保證 塑件的正常結(jié)構(gòu)及使用要求。 2.6.2 塑件壁厚的設(shè)計(jì) 雖然塑件的壁厚應(yīng)盡可能小，但是也不能過小，否則會加大流動阻力，尤其 對于大型的復(fù)雜塑件，成型比較困難；壁厚太大又會增加注塑成型成本，延長成 6  塑件脫模斜度設(shè)計(jì) 塑件結(jié)構(gòu) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 型時(shí)間，增加塑化及冷卻時(shí)間，降低產(chǎn)品生產(chǎn)效率，所以不合理的壁厚容易導(dǎo)致 塑件冷卻時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生氣孔。裂紋、凹痕等一系列缺陷，降低了產(chǎn) 品的正品率。因此熱塑性塑料通常選取2～4mm。 2.7 塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、壁厚及塑件的冷卻收縮、生產(chǎn)成型過程都對脫模斜度的 大小有一定的影響。一般斜度取 30′～1°30′。塑件結(jié)構(gòu)如圖 2所示。 圖 2 7  分型面的選擇 分型面的設(shè)計(jì)原則 因?yàn)槊撃C(jī)構(gòu)的頂出機(jī) b） 分型面對脫模的影響 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模具的框架結(jié)構(gòu)、塑件脫出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的生產(chǎn)制造 過程等對分型面的選擇有一定的影響，決定模具生產(chǎn)制造過程的一個(gè)重要部分就 是分型面，并且在模具設(shè)計(jì)中最重要的也是對分型面的選擇。 3.1 分型面的選擇決定塑料制件在模具中冷卻成型后的位置，和注塑模具的生產(chǎn) 制造、設(shè)計(jì)要求，模具中各個(gè)零部件的格局布置的合理性，因此對選擇分型面的 選擇要準(zhǔn)確、全面地分析比較，根據(jù)以下幾項(xiàng)基本原則，以選出較為合理的方案。 （1） 塑件在動、定模的方位確定后，在塑料制件外部輪廓尺寸最大處設(shè)置 分型面，可以保證塑件順利從模具型腔中脫出來。 （2）為了使塑件順利脫模，分型面的選擇尤為重要 構(gòu)在動模一側(cè)，所以模具開模分型后塑件必須留在動模一側(cè)，這樣就有利于推桿 推出機(jī)構(gòu)工作，在這個(gè)位置可以設(shè)置分型面；如果在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)就會使 脫模機(jī)構(gòu)變得非常復(fù)雜。如圖 3.1a所示，在注塑模具開模分型后塑件由于收縮 而產(chǎn)生包緊力留在型芯上，如果在定模部分設(shè)置推出機(jī)構(gòu)，模具的復(fù)雜性增加； 若按圖3.1b分型，分型后塑件留在動模，利用注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)和模具的推出 機(jī)構(gòu)很容易推出塑件，模具結(jié)構(gòu)簡單。 a） 圖3.1 8  為了便于模具制造加工，根據(jù)模 同時(shí)考慮到分型面的選擇與澆注 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （3）分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工 具的實(shí)際情況選擇合理的分型面非常重要，一般在模具設(shè)計(jì)中，平直分型面的選 擇占多數(shù)。 （4）分型面的選擇還要有利于排氣系統(tǒng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為了使型腔中的氣體順利排出，分型面應(yīng)盡量設(shè)置在塑料融體流動 方向的末端。 9  普通澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 分流道設(shè)計(jì) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 在模具設(shè)計(jì)中尤為關(guān)鍵的一步就是對澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)是否符合生產(chǎn) 實(shí)際對模具設(shè)計(jì)的要求，直接關(guān)系到塑件能否順利完成生產(chǎn)銷售，對塑料制件的 性能有非常重要的影響。 4.1 在常用的注塑模具中，主流道位于模具定模座板的中心位置，主流道通常可 以設(shè)計(jì)在模具的澆口套中，如圖4.1 所示。主流道的設(shè)計(jì)應(yīng)該有一定的錐角，推 薦采用2～6°，主要目的是使凝料能從主流道順利脫出，主流道的小端直徑比注 射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm，主流道小端設(shè)計(jì)成球面，剛好可以與噴嘴相吻合，推 薦深度為3～5mm，設(shè)計(jì)時(shí)要求澆口套上主流道小端球面半徑還要比噴嘴半徑大 1～2mm?！傲鞯赖谋砻娲植诙萊a≤0.8μm，澆口套用碳素工具鋼（如T8A、T10A 等）材料制造”?！皾部谔坠潭ㄔ诙Ｗ迳?，澆口套與模板間配合通常采用 H7/m6 的過渡配合”。 圖 4.1 澆口套結(jié)構(gòu) 4.2 10  m L 2 3 b ——梯形大底邊寬度，mm； 4 （2） （1） 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （1）分流道總體結(jié)構(gòu)的確定 分流道開設(shè)在動、定模分型面的定模座板一 側(cè)，其截面形狀對熔化了的塑料流動過程中熱量損失有較大的影響，常用的分流 道截面有梯形、圓形、半圓形、U形及矩形等幾種形式，如圖4.2 所示。其中圓 形截面的分流道比較均勻，但在定模板和座板兩側(cè)都要開設(shè)流道，制造時(shí)要注意 模板上兩部分形狀對中吻合，比較麻煩；常用的分流道截面形式為梯形和U形， 它們最大的優(yōu)點(diǎn)就是容易制造加工，且能滿足塑件熱量及成型壓力要求；半圓形 的截面流道在加工時(shí)要用到其他刀具，精度要求高，且各方面性能優(yōu)點(diǎn)比不上梯 形和U型截面；矩形截面分流道在實(shí)際生產(chǎn)中不常采用，因其比表面積較大，且 流動阻力也大，不能滿足塑件成型熱量和成型所需的壓力。 圖4.2 分流道截面形狀 根據(jù)選用的塑料、成型塑件、流道的設(shè)計(jì)等可以來確定分流道的截面尺寸。 對流動性較好的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龍等，分流道的尺寸較小時(shí)，圓形 截面的直徑可以做到 2 mm；在我的設(shè)計(jì)中，塑件材料選擇聚乙烯，所以分流道 的尺寸可以確定。 梯形截面分流道的尺寸可按下面經(jīng)驗(yàn)公式確定 b = 0.2654 h= b 式中 m ——塑件質(zhì)量，g； L ——分流道的長度，mm； h ——梯形的高度，mm。 （2）分流道的長度尺寸 根據(jù)模具中定模板的尺寸大小，分流道尺寸不要 太大，長度不宜過長，一定要保證分流道是直的，不要打彎，否則會影響熔化的 塑料的流動性，避免融化的塑料因流道彎折而粘附在流道內(nèi)。 11  分流道比較多時(shí)，位置布置要盡量挨 澆口的設(shè)計(jì) 2 2 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （3）分流道在定模座板上的布置 住，不能太分散，太過于分散會使模板尺寸增大，增加制造成本，而且還要注意 分流道設(shè)計(jì)時(shí)，布置形式要對稱，保證熔體流動過程中對流道施加的力平衡，使 熔體均勻地填滿分流道。 4.3 澆口是熔體從注塑機(jī)流出后進(jìn)入型腔要經(jīng)過的通道，點(diǎn)澆口的截面面積很 小，可以是菱形形狀，俗稱小澆口。這種澆口的結(jié)構(gòu)形式使熔體在流動過程中產(chǎn) 生壓力差，使塑料熔體的流動速度加快，便于熔體充分填滿模具型腔，因而對于 一些性能特別的塑料的注塑成型（諸如聚乙烯塑料）有利。由于點(diǎn)澆口的截面尺 寸小，所以對于一些流動性差的塑料的成型不利，容易堵塞澆口。 直接式點(diǎn)澆口的形式見圖 4.3，d=0.5～1.5mm，最大不超過 2mm，α = 6°～15°。點(diǎn)澆口的直徑也可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： d =（0.14～0.20）4h A 式中 d —— 點(diǎn)澆口直徑，mm； h ——塑件在澆口處的壁厚，mm； A ——型腔表面積， mm 。 圖4.3 直接式點(diǎn)澆口 采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的澆注系統(tǒng)，在定模部分增加一個(gè)分型面，便于取出澆注系 統(tǒng)凝料。 12  拉料桿的設(shè)計(jì) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4.4 主流道拉料桿采用球字頭拉料桿，適用于推件板脫模的拉料桿，固定在動 模板上。如圖4.4 所示。 圖 4.4 13  成型零部件設(shè)計(jì) 型腔徑向尺寸的計(jì)算 c m 0 0 m 0 0 Lm——模具型腔徑向基本尺寸； 型芯徑向尺寸的計(jì)算 -dz lm——模具型芯徑向基本尺寸； z z z z z 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 5.1 塑料件外形的最大尺寸與基本尺寸Ls一致，它的公差 △ 為負(fù)偏差，如果塑 件上開始對公差的標(biāo)注與此不相同，可以按照此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負(fù)偏差，所以， 塑件的平均徑向尺寸為Ls-△/2。模具型腔的最小尺寸與基本尺寸Lm一致，公差 為正偏差，取平均值則型腔的尺寸則為Lm+dz/2。型腔的平均磨損量為dc/2，考 慮到平均收縮率，因此可以列出如下等式： Lm+dz/2 + /2 =（Ls-△/2）（1+S） （1） 忽略去比其他各項(xiàng)都小得多的S△/2，則得到模具型腔的徑向尺寸為 Lm =（1+S）Ls-（△+dz+dc）/2 （2） 式中dz和dc是與△有關(guān)的量，因此，公式后半部分可用c△表示，標(biāo)注制 造公差后得： （L）+d =[(1+S)Ls- △]+d （3） 隨著塑件的精度等級和尺寸大小的變化，dz和dc與△的關(guān)系也發(fā)生了變化， 因此式中△前的系數(shù)c在塑料件尺寸較大、精度級別較低時(shí)，dz和dc可忽略不 計(jì)，則c =0.5；當(dāng)塑件精度級別較高、尺寸較小時(shí)，dc可取△/6、dz可取△/3， 此時(shí)，c =0.75，則式（3）為 （L）+d =[(1+S)Ls-(0.5?0.75)△]+d 式中 Ls——塑件外表面的徑向基本尺寸； S——塑件平均收縮率； △——塑件外表面徑向基本尺寸公差。 5.2 塑件孔的徑向基本尺寸ls是最小尺寸，它的公差△為正偏差，型芯的基本尺 寸lm是最大尺寸，生產(chǎn)制造時(shí)公差為負(fù)偏差，型芯的徑向尺寸計(jì)算與型腔徑向尺 寸計(jì)算相似，根據(jù)上面型腔徑向尺寸的推導(dǎo)可得： （lm）0 =[(1+S)ls-(0.5?0.75)△]0-d 式中 14  型腔尺寸的計(jì)算和型芯高度的計(jì)算 m 0 S 0 Hm——模具型腔深度基本尺寸； - hm——模具型芯高度基本尺寸； z z z )hs + △]0-d z 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) ls——塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸； △——塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差； 5.3 計(jì)算型芯和型腔結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，因?yàn)樾颓坏膬?nèi)部或型芯的頭部磨損很小，所以 磨損量可以忽略不計(jì)，由此推導(dǎo)出型腔深度公式為 （H ）+d = [(1+S)H - △]+d 式中 Hs——塑件凸起部分高度基本尺寸； ——修正系數(shù)，c=1/3 ～1/2,當(dāng)塑件尺寸較大、精度要求低時(shí)取 小值；反之取大值。 型芯高度公式為 （hm）0 = [(1+S 式中 hs——塑件孔或凹槽深度尺寸。 15  結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 支承零部件設(shè)計(jì) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 6.1 支承零部件可以對模具中各種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、推桿以及拉料桿起到支承、固定的 作用。固定板、墊板、支承件及模座等是注塑模具支承零部件的主要組成部分。 6.1.1 固定板、支承板 注塑模具中，各種成型零部件、各種導(dǎo)桿、推桿、拉料桿可以安裝、固定在 固定板上。為了保證被固定零件的牢固，不至于松動，固定板除了對厚度有一定 要求外，還要保證固定板的剛度和強(qiáng)度，固定板通常采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，當(dāng)對 工作條件要求較嚴(yán)格或?qū)δ＞邏勖筝^長時(shí)，固定板還可以采用合金結(jié)構(gòu)鋼制 造。 支承板首先要固定、連接在固定板上，支承板可以防止固定在固定板上的零 部件脫出松動，并且可以承受固定部件傳遞的壓力，因此要求支承板要有較高的 平行度、剛度和強(qiáng)度。通常用45鋼制成，經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)至 28～32HRC（230～270 HBS）,或 40Cr、40MnB、40MnVB等調(diào)質(zhì)至 28～32 HRC（230～270 HBS），或結(jié) 構(gòu)鋼 Q235～Q237。根據(jù)固定方式的不同，或者某些只需固定板的情況下，支承 板可省去。固定板和支承板的尺寸：長×寬×厚為420×370×50。 通?？梢杂寐菟▽⒅С邪骞探Y(jié)在固定板上，插入定位銷可以滿足兩者的位置 要求。如圖6.1 所示 。 16  支承板與固定板的連接 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖6.1 6.1.2 動定模座板 模具的座板用來固定澆注系統(tǒng)中動模板和定模板，對于設(shè)計(jì)或選用標(biāo)準(zhǔn)動定 模座板時(shí)，要求使它們的輪廓形狀和尺寸與模具上的動定固定模板的尺寸相匹 配。 在注射成型過程中，模具內(nèi)部會產(chǎn)生力，這部分力會作用在座板上，為了使 模具座板具有足夠的剛度和強(qiáng)度，動定模座板的厚度必須要考慮，小型模具的模 板，其厚度要求在 15mm以上，對于大型模具的動定模座板，厚度一般要達(dá)到 75 mm 以上。動定模座板的選材可以用碳素結(jié)構(gòu)鋼，也可以選用合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào) 質(zhì)達(dá)28～32 HRC。定模座板尺寸：長×寬×厚為480×370×40。 6.2 在模具進(jìn)行裝配或注塑成型時(shí)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用是用來保證動、 定模兩大部分在合模時(shí)模內(nèi)其他零件之間準(zhǔn)確接合，以確保模具準(zhǔn)確生產(chǎn)出塑料 制件，提高塑件精度，還可以避免模內(nèi)各零部件之間發(fā)生磨損和破壞。 6.2.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 17  注塑模具合模時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)首先相 塑料熔體在進(jìn)入型腔的過程中可能 在模具裝配或閉合過程中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以避免模具動、 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 圖 6.2 所示為帶頭導(dǎo)柱的形式（可參見GB （單位：mm） 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （1）首先且必要的作用：導(dǎo)向作用 互接觸，便于模具合模準(zhǔn)確到位，避免因成型零件先接觸，而造成成型零件的損 壞。 （2）承受熔體注射過程中的側(cè)向壓力 產(chǎn)生單向的側(cè)向壓力，或由于注射機(jī)精度的限制，會使導(dǎo)柱在工作中不可避免受 到一定的側(cè)向壓力。 （3）定位輔助作用 定模的錯位，而且在模具閉合后可以保證塑件在模具型腔中的成型質(zhì)量。 6.3 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套，是模具在合模過程中常用的導(dǎo)向 機(jī)構(gòu)。 6.3.1 導(dǎo)柱 (1)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 4169.4-1984），結(jié)構(gòu)簡單，便于生產(chǎn)，在生產(chǎn)實(shí)際中，導(dǎo)套可根據(jù)具體情況設(shè) 置，對于一些小批量的生產(chǎn)，導(dǎo)柱直接與模板上的導(dǎo)向孔配合；當(dāng)用于大批量生 產(chǎn)時(shí)，可在模板中加設(shè)導(dǎo)套。 d1為固定段直徑 d為滑動段直徑 圖6.2 帶頭導(dǎo)柱 導(dǎo)柱的滑動段直徑與固定段直徑 18  12 18 16 25 20 30 25 35 30 42 35 48 40 55 50 70 60 80 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 滑動 段直 徑d 固定 段直 徑d1 (2)導(dǎo)柱的生產(chǎn)制造 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分可以制成錐形或半球形的，可以方便 合模時(shí)導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。導(dǎo)柱的長度必須比型芯端面高出 6～8mm。避免 導(dǎo)柱未導(dǎo)準(zhǔn)方向，而型芯先進(jìn)入型腔與型腔可能相碰而擦傷損壞。導(dǎo)柱的表面會 受到較大的摩擦損壞，所以要耐磨，型芯易發(fā)生碰撞，所以型芯部分要有足夠的 韌性。“因此，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，或碳素工具鋼（T8、T10）經(jīng)淬 火處理（硬度達(dá)到 50～55HRC）。導(dǎo)柱的固定部分表面粗糙度Ra 根據(jù)推薦為 0.8 μm，導(dǎo)柱配合部分表面粗糙度Ra 一般為 0.8～0.4μm。導(dǎo)柱固定部分與模板 之間一般采用H7/m6 或H7/k6 的過渡配合?！备鶕?jù)注射模具體結(jié)構(gòu)形狀和尺寸， 導(dǎo)柱一般可設(shè)置4個(gè)，小型模具可以設(shè)置2個(gè)，圓形模具可設(shè)置3個(gè)。在模板四周 合理設(shè)置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心到模具邊部要留有一定的距離，保證模具不會因 鉆孔過多或應(yīng)力集中而損壞。為確保模具裝配或合模時(shí)方位的正確性，導(dǎo)柱的布 置可采用相同直徑的導(dǎo)柱不對稱布置或不相同直徑的導(dǎo)柱對稱布置的形式，如圖 6.3 所示。 圖6.3 導(dǎo)柱的布置形式 根據(jù)注塑模具的具體結(jié)構(gòu)需求，導(dǎo)柱的固定位置很靈活，可以在定模側(cè)，也 可以在動模側(cè)。標(biāo)準(zhǔn)模架一般將導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)，根據(jù)塑件脫模方式的不同， 導(dǎo)柱的設(shè)置位置可以根據(jù)具體的脫模要求來設(shè)置。 6.3.2 導(dǎo)套 （1）導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 圖6.4 所示為帶頭導(dǎo)套的形式（可參見 GB 19  注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4169.4-1984），結(jié)構(gòu)相比于直導(dǎo)套要復(fù)雜，而且用于精度要求較高的場合，導(dǎo) 套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工。 圖6.4 帶頭導(dǎo)套 （2）導(dǎo)套的技術(shù)要求 合模時(shí)導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套，在帶頭導(dǎo)套的前端倒圓角，便 于導(dǎo)柱導(dǎo)入。導(dǎo)套最好做成通孔，注塑成型過程中，產(chǎn)生的氣體方便排出，對導(dǎo) 柱的順利導(dǎo)入有一定幫助。如果結(jié)構(gòu)需要必須做成盲孔時(shí)，則可以在盲孔的側(cè)面 增加通氣孔，使氣體可以順利溢出。導(dǎo)套一般可采用淬火鋼或青銅等耐磨材料制 造，其硬度應(yīng)比導(dǎo)柱低，以改善摩擦，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?dǎo)套固定部分表面 粗糙度Ra 一般為 0.8 μm，采用H7/m6或H7/k6 的過渡配合。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合精度通常采用H7/f7 或H8/f7。 6.4 模架是注射模的基體和骨架，并且模架將模具的各個(gè)部分有機(jī)地聯(lián)系成一個(gè) 整體。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模板、動模板、動模支承板、動模座板、推 桿固定板、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿組成。 我國塑料注射模架的國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即《塑料注射模中小型模架及技術(shù)條 件》（GB/T 12556-1990） 和《塑料注射模大型模架》（GB/T 12556-1990）。 前者按模架的結(jié)構(gòu)特征分為基本型（4種）和派生型（9種），適用的模板尺寸為 B（寬）*L（長）≤560mm*900mm；后者也根據(jù)模架的結(jié)構(gòu)特征分為基本型（2 20  太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 種）和派生型（4種），適用的模板尺寸B（寬）*L（長）為630 mm *630 mm ～ 1250 mm *2000 mm。 21  推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 為了使塑件在推出過程中 對于外觀質(zhì)量要求較高的塑件，選擇推出位 模具的推出機(jī)構(gòu)在推出塑件與復(fù)位的過 推出力的計(jì)算 b t 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 7.1 （1）注塑模具推出機(jī)構(gòu)位置的設(shè)置根分型后塑件的位置相聯(lián)系 模具推出機(jī) 構(gòu)通過注塑機(jī)動模一側(cè)的頂桿推出塑件，實(shí)現(xiàn)塑件的脫模，所以推桿設(shè)置在動模 一側(cè)，在選擇塑件在模具中的位置及模具分型面時(shí)，應(yīng)盡量使模具分型后塑件留 在動模一側(cè)，要達(dá)到這個(gè)目的就必須要求塑件對動模部分型芯包裹的面積之和要 比定模部分的大。 （2）塑件在推出過程中要保證塑件不受任何損壞 不發(fā)生損壞和變形，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，就要對塑件對模具型芯和型腔所施加的力的 大小進(jìn)行詳細(xì)分析與計(jì)算，以便正確選擇推桿推出的方式、塑件位置和分型面的 位置等。 （3）避免損壞塑件的外觀質(zhì)量 置時(shí)盡量避免選塑件的外表面，即推出塑件的位置盡量設(shè)在塑件的內(nèi)部。 （4）合模時(shí)還要保證推出機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位 （5）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)置應(yīng)方便、可靠 程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，動作可靠、靈活，容易加工制造。 7.2 圖 7.1 所示為脫模時(shí)塑件對型芯施加的力的分析。由于推出力Ft的作用， 使塑件在成型過程中冷卻收縮對型芯的總壓力降低了Ftsin ，因此，推出時(shí)的 摩擦力Fm為 Fm=（F -Fsin ）m （1） 式中 Fm——脫模時(shí)型芯受到的摩擦阻力； Fb ——塑件對型芯的包緊力； Ft ——脫模力（推出力）； ——脫模斜度； ——塑件對鋼材的摩擦系數(shù)，一般定為 0.1～0.3。 根據(jù)力平衡的原理，列出平衡方程式： 22  x （2） = 更小，cos Ft=Fb（mcos -sina） （4） S——型芯被塑料件所包住的面積； 7 F（ cos sina） 1+ cos sina 也小于 1 ，故忽略mcos Pa；模內(nèi)冷卻的塑件，p?。?.8～1.2）*10 b sina， 7 （3） Pa。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) ?F=0 故 Fmcos -Ft-Fbsin =0 由式（1）和式（2）經(jīng)整理后得 t 因?qū)嶋H上摩擦系數(shù)m較小，sin 式（3）簡化為 =Sp （mcos -sina） 式中 P——塑件對型芯單位面積上所施加的力，一般情況下，模外冷卻的塑 件，p?。?.4～3.9）*10 對于圖7.1 所示為底部沒有鉆孔的塑料制件，脫模推出時(shí)還要考慮克服大氣壓 力，即 Ft=A（mcos -sina）+F0 式中 F0——推桿推出底部沒有鉆孔的塑件時(shí)要克服的大氣壓力，其大小為大 氣壓力與被包裹塑件端部面積的乘積。 圖7.1 型芯受力分析 影響塑件脫模力大小的因素很多，從式（4）可以看出，影響因素主要有以 下幾點(diǎn)： 1）塑件包絡(luò)型芯側(cè)面積的大小對脫模力的影響較大 型芯